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1、高一化学（试验本）第二章教材内容分析位育中学 沙昌瑞2 开发海水中的化学资源一、 本章内容分析1、 本章地位作用：在学习本章内容之前学生对原子结构及核外电子运动状态有了较初浅的认识，在初中化学中已学习了某些元素及其化合物的性质。本章是高中化学教学中首次重点讨论元素化合物知识的章节，是整个高中阶段较为全面、详细地学习和研究一族元素性质及其变化规律的一章，为今后学习元素周期律和元素周期表打下一定的基础，对今后学习元素分类、元素族概念的形成以及各族元素性质变化规律的学习具有重要作用，同时在化学学习方法、认识规律等方面给学生以指点和训练。本章在教材的编写和知识的引入方面摒弃较枯燥的从物理性质介绍到化学
2、性质介绍的传统教材编写方法，而是针对性地紧密联系生产和生活实际，反映现代科技发展情况，将介绍海水资源及其利用作为学生了解化学的作用和意义的一个窗口，这对培养学生学习化学的兴趣、增强学习化学的动机具有良好的激励作用。本章以与生活最为密切、最为熟悉的食盐为切入点，学习重要化工基本原料和产品盐酸、烧碱、氯气、漂粉精等的化学知识，并引出电解质的概念和电离方程式；通过对海水中如何提取镁、溴、碘的探究，学习了氯、溴、碘的性质及其变化规律、金属镁及其某些化合物的一些性质，并由此进一步讨论了氧化还原反应的本质和理论。充分利用化学是实验科学这一特点，通过粗盐提纯、气体制取、卤素性质及其比较等一系列演示实验、学生
3、探究实验，不仅使学生对元素化合物知识从感性到理性，而且培养学生观察和分析问题能力、实验设计和动手实践能力；通过学习重要的基本概念离子反应和重要的化学语言离子方程式，使学生养成正确、规范的书写习惯；通过学习气体摩尔体积，为今后学习化学打下重要基础。2、 本章知识体系的框架结构电解饱和食盐水 氢氧化钠 电解质的电离食盐 氢气 氯化氢与盐酸 电离方程式（粗盐提纯实验） 氯气 （实验室制氯化氢实验） 重要盐酸盐 晒盐 （氯气性质实验） 氯水、漂粉精与次氯酸盐海水 气体摩尔体积和气体体积规律提取 溴 卤素及其化合物性质递变规律 氧化还原反应的本质认识 碘 Cl- Br- I-检验方法的探究 离子反应、离
4、子方程式镁及其一些化合物的性质二、 教学目标要求1、 知识要求2-1 了解海水晒盐的原理，理解在实际生产中适当控制卤水密度的原因。知道电解食盐水和氯碱工业的主要产品，掌握氯化氢和盐酸、烧碱的性质。掌握电解质的电离和电离方程式的书写。2-2掌握氯气的物理性质和化学性质。理解氯水、漂粉精的制法、成分和消毒原理。知道一些重要的盐酸盐。掌握气体摩尔体积，理解影响气体体积的因素，并能进行有关的化学计算。2-3理解从海水中提取镁、溴、碘的基本原理，了解提取过程，认识开发利用海水的重要意义。知道溴和碘的基本性质。掌握氯、溴、碘的原子结构及性质的相似性和递变性，认识结构、性质和用途之间的关系。掌握氧化还原反应
5、的本质。掌握Cl- Br- I-的检验方法，理解离子反应，学会书写离子方程式。2、 能力要求（1） 通过电解饱和食盐水、氯化氢的性质、氯气的性质等实验，培养和提高学生的观察能力，学会如实描述实验现象。（2） 通过粗盐提纯实验、氯化氢的实验室制法、海带提碘实验、氯、溴、碘活泼性比较和卤素离子的检验等实验，使学生学会溶解、过滤、蒸发、洗涤等基本实验操作技能，学会化学实验中装置的装配等操作，培养学生发散性思维能力、实验设计能力和相互合作能力。（3） 通过学习实际生产中卤水密度控制范围，氯化氢喷泉实验，氯气跟水反应和漂白作用，气体摩尔体积和影响气体体积的因素，海水提镁方案的选择等内容，培养学生的阅读图
6、表能力、分析问题能力和化学计算能力。（4） 通过学习海水晒盐、工业制漂粉精、海水提镁方案和厂址的选择，培养学生从经济角度考虑问题，综合分析问题的能力。（5） 通过学习氯、溴、碘的原子结构和性质，讨论它们性质的相似性和递变性，培养学生比较、归纳、小结能力，学习用结构理论指导元素化学学习的科学方法。（6） 通过要求学生课外收集资料、撰写专题报告等实践活动，培养和提高学生收集、分析、处理信息的能力及交流能力。3、 正确科学观的教育目标（1） 通过体现理论联系实际的海水资源的利用、以食盐为原料的重要化工产品等内容的学习，培养学生学习化学兴趣和开发利用海洋资源的使命感。（2） 通过学习卤素的原子结构、性
7、质和用途等知识，使学生认识到结构决定性质、性质决定用途、制法的关系，即“内因决定外因”的辩证唯物主义观点。（3） 通过讨论氧化还原反应的本质和理论、氯气的毒性与消毒作用，使学生树立“对立与统一”的辩证唯物主义观点。（4） 通过对卤素及其化合物性质的比较，对学生进行“量变引起质变”的辩证唯物主义观点的教育，学习认识自然科学和学习自然科学的基本方法。（5） 通过介绍著名实业家吴蕴初先生和方志敏烈士的小故事、学生的课外实践活动进行爱国主义教育，培养学生的探索精神。三、 重点和难点2-1 重点：1、粗盐提纯的原理和操作。2、氯化氢、盐酸和烧碱的性质。3、氯化氢的实验室制法。4、电离与离子方程式。难点：
8、1、通过图表分析海水制盐生产中卤水密度的控制。2、实验室制取气体装置的设计。3、书写电离方程式。2-2重点：1、氯气的性质。2、氯水、漂粉精的成分和消毒作用。3、气体摩尔体积和影响气体体积的因素。难点：1、氯气与水、碱的反应。2、氯水的成分，氯水、漂粉精的消毒原理。3、有关气体摩尔体积的计算，理解影响气体体积的因素。2-3重点：1、从海水中提取镁、溴、碘的基本原理和方法。2、卤素的原子结构与性质的相似性和递变性及其规律。3、氧化还原反应的本质。4、卤素离子的检验。5、离子反应和离子方程式。难点：1、探究卤素性质的相似性和递变性。2、氧化还原反应中的电子得失。3、物质的分离提纯方法，离子检验中干
9、扰因素的排除。4、书写离子方程式。四、 课时安排2-1 海水晒盐与粗盐提纯 2课时氯碱工业，盐酸与烧碱 2课时电解质的电离与电离方程式 1课时氯化氢的性质，氯化氢的实验室制法 1课时2-2氯气性质的研究 1课时氯水的成分和性质 1课时氯气与氯水的比较，氯水和漂粉精的消毒 1课时气体摩尔体积和影响气体体积的因素 1课时有关计算 1课时2-3从海水中提取镁 1课时从海水中提取的元素溴和碘 2课时卤素的性质 1课时氧化还原反应 1课时卤素的原子结构与性质的相似性和递变性 1课时卤素离子的检验 1课时本章小结、复习、练习 2课时教案：2-3 从海水中提取的重要元素一、从海水中提取镁教学目标1、 掌握镁
10、及其化合物的性质。2、 理解从海水中提取镁的基本原理，认识开发利用海水资源的意义。3、 通过海水提镁方案的选择，培养学生从经济角度考虑问题、综合分析问题的能力。教学重点1、 镁及其化合物的性质。2、 从海水中提取镁的基本原理。教学难点如何兼顾镁及其化合物的性质和海水资源的特点进行海水提镁。教学过程显示2-3 从海水中提取的重要元素一、从海水中提取镁讲解我们知道海水中含量最高的是氯化钠，除此之外，现已发现有80种以上的元素以盐的形式存在于海洋中，因此，海水是含有多种离子的混合溶液。显示“海水中主要元素含量的分布”图。海水中化学资源的特点。讲解从分布图上看，海水中含量仅次于氯元素和钠元素的是镁元素
11、，总蕴藏量达到21015吨，所以从海水中提取镁自上世纪40年代开创以来发展很快，目前世界上生产的镁产量超过60%来自于海洋中。从海水中提取镁，就是要把镁离子跟其它阳离子分离开来。那末问题（1）如何将Mg2+从海水中分离出来？（2）在提取过程中还会遇到些什么样的难题？讲解可加入一种试剂即沉淀剂使Mg2+沉淀，从而与其它成分分离。讨论从课本P121/附录中可知，含Mg2+的不容物有Mg(OH)2、MgSiO3和Mg3(PO4)2,应选用哪一类试剂使Mg2+沉淀？讲解考虑到原料来源是否丰富，成本的高低以及提取镁的后续过程和操作等原因，应选用碱使Mg2+成为Mg(OH)2沉淀而析出。实验（1）在四支试
12、管中分别加入适量氯化钠、氯化镁、氯化钙和氯化钾溶液，分别滴加氢氧化钠溶液。（2）用澄清石灰水代替氢氧化钠溶液，重复上述实验。描述实验现象，写出氯化镁与澄清石灰水、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应的方程式。讨论从实验可知用氢氧化钠溶液沉淀Mg2+的效果优于澄清石灰水，但为何在实际生产中仍然使用了氢氧化钙的悬浊液石灰乳？讲解 氢氧化钙是微溶物质，室温时澄清石灰水的浓度远小于氢氧化钠溶液，故NaOH沉淀Mg2+的效果好。但我们已学过NaOH来源于氯碱工业电解饱和食盐水，需要消耗大量的电能，成本高。因此工业上大规模的海水提镁中选择价廉、易得的碱氢氧化钙。由于澄清石灰水的浓度太低，所以采用石灰乳，经过一段时间，
13、使Mg2+与微溶的Ca(OH)2充分反应转化为不溶的Mg(OH)2而析出。问题价廉、易得的氢氧化钙如何取得？讲解海滩上有大量沉积的贝壳资源，主要成分是CaCO3,可利用它制取石灰乳。问题如何将沉积的贝壳转化为石灰乳？（用化学方程式表示）显示 CaCO3 煅烧 CaO + CO2CaO + H2O Ca(OH)2问题是否直接把石灰乳加入海水中将Mg2+沉淀出？讲解不是。海水中镁的含量虽然很大，但Mg2+的浓度却很小，仅0.129%。同时还有含量比它高的多的Cl-和Na+，因此直接加入石灰乳析出不溶性的Mg(OH)2困难较大，而且石灰乳的消耗量也大大增加，生产成本提高。因此一般采用海水晒盐后的卤水为原料，卤水中大部分的Cl-和Na+已被提取，且Mg2+的浓度大大提高，有利于Mg(OH)2沉淀的生成。将沉降后的Mg(OH)2沉淀取出，经洗涤后得到纯度很高的氢氧化镁固体。至此完成了将Mg2+从海水中分离出来的目的。如何将Mg2+转化为单质Mg？从课本上流程图可见：先将Mg(OH)2与盐酸反应转化为MgCl2，然后电解熔融的MgCl2得到金属镁。 问题为何不直接电解熔融的Mg(OH)2制取金属镁呢？讲解电解熔融状态的镁的化合物，即在高温条件下
